Устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 119) (1 511 С 01 М 7/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и в,К.И.Фед 5-30/997/ОО 75,15.05.79. 41549/06,2иг. ( ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Заявка Японии РМ 49-101163, кл. Г 27 В02. 09. 742, Патент СИА Укл. 13-25, Н 05 В 3(54)(57)1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИ ФРАГМЕНТОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КОР ПУСОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержаще корпус с теплоизоляцией, электриче кими нагревательным элементами и систему подачи газа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытаний и удобства эксплуатации, корпус выполнен в виде прямоугольной футерованной рамы с открытыми торцами и снабжен испытуемыми металлическими листами, с одной стороны которых закреплена теплоизоляция, а с другой - система охлаждения, при,этом листы установлены на подвижных рамах, нагревательные элементы распоЛожены по поперечной оси рамы, а торцовые поверхности рамы по.периметру выполнены с эластичными герметизирующими уплотне.йниями.104 бб 39 10 за 2. 2. Устройство по и1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено системой вакуумирования. 3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем; что эластичное1Изобретение относится. к высоко- температурным ресурсным испытаниям конструкций и фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления в режимах и газовых средах, имитирующих реальные. 5Известна печь для испытаний при" высоких температурах и высоком давле нии, состоящая из цилиндрического корпуса с нижней и верхней заглушками, теплоизоляцией и .нагревателями, расположенными на стенках цилиндрического корпуса 1 13.Однако печь не снабжена системой вакуумирования, что приводит к загрязнению газовой среды внутри корпуса, В данном устройстве нельзя проводить испытаний целых фрагментов из-за того, что она имеет ци,линдрическую .форму. Мощность установки используется нерационально, так как у нагревателей использует ся тепло только с одной стороны, обращенной внутрь корпуса, а вторая сторона нагреваеттеплоизоляцию . корпуса.Наиболее близким к изобретению 25 техническим решением является устройство для испытаний, содержащее корпус с теплоизоляцией и стержни с электрическими нагревательными эле; ментами в виде спиралей, подвешен ных на крюках, и систеМу подачи гаНедостатком устройства является то, что,поскольку оно не снабжено системой вакуумирования и газонаполнения, невозможно проводить испытания в заданной среде, что очень важно для изучения поведения конструкций высокотемпературных корпусов высокого давления. Устройство неэкономично, так как для нагрева исследуемого элемента фактически используется только наружная поверхность нагревательной спирали, а внутренняя поверхность ввиду осо бенности крепления нагревателей нагревает защитную теплоизоляцию корпуса, Конструкция корпуса неудобна с точки зрения испытаний фрагментов высокотемпературных корпусов высо герметизирующее уплотнение снабжено системой охлаждения.4. УстройсТво по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нагревательные элементы, расположенные по поперечной оси рамы, установлены с возможностью осевого .перемещения. кого давления, так как не предусмотрена замена испытуемых элементов,Целью изобретения является повышение удобства эксплуатации и повышение точности испытаний.Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления, содержащее корпус с, теплоизоляцией, электрическими. нагревательными элементами исистему подачи газа, выполнено в виде корпуса, имеющего форму прямоугольной футерованной рамы с открытыми торцами и снабжено испытуемыми металлическими листами, с одной стороны которых закреплена теплоизоляция, а с другой - система охлаждения, при этом листы установлены на подвижных рамах, нагревательные элементы расположены по поперечной оси рамы, а торцовые поверхности рамы по периметру выполнены с эластичными герметизирующими уплотнениями.Кроме того, устройство снабжено системой вакуумирования.Эластичное герметизирующее уплотнение снабжено системой охлаждения.Нагревательные элементы, расположенные по поперечной оси рамы, установлены с возможностью осевого перемещения.На фиг.1 изображено устройство, разрез, на фиг.2 - система вакуумирования и газонаполнения, на фиг.3 - узел крепления нагревательного стержУстройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления состоит из корпу.са 1 с теплоизоляцией 2, в полости которого размещены нагреватели 3, закрепленные в опорной раме 4. С открытых сторон корпуса установлено эластичное герметичное уплотнение 5 С системой б охлаждения, через которое к корпусу 1 подсоединяются металлические листы 7, установленные на подвижных рамах 8. На металлических листах 7, выполненных из материала лайнера высокотемпературного хор пуса высокого давления, с внутренней стороны на анкерах 9 установлеи 26, После того как в корпусе 1создано требуемое разряжение и прекратились газовыделения из теплоизоляции 2 корпуса 1 и теплоизоляции о10 металлических листов 7 включаетсянасос 19 подачи гелия, который изгелиевой рампы 18, снабженной редуктором 20, подает гелий в полостькорпуса 1. Затем включаются нагреватели 3, и фрагмент высокотемпературного корпуса высокого давления проходит .ресурсные испытания в условиях,максимально приближенных к реальным.С целью исключения напряжений в нагревателе от температурного удлинения15 нагреватели 3 закреплены в опорнойраме 4 с помощью втулок 27, в кото-.рых имеется сквозное отверстие 28,В нагревателе 3 имеется окно 30, Крепленйе нагревателя 3 во втулке 27 осу 20 ществляется с помощью штифта 29,вставленного в отверстие 28 и окно 30,При. нагреве нагреватель 3 удлиняется, но ввиду того, что окно 30сделано больше диаметра штифта 29,25 нагреватель может свободно перемещаться в осевом направлении. Припроведении ресурсных испытаний Фрагмента высокотемпературного корпусавысокого давления в среде с примесями, возможными при аварийных режимах, система закачки гелия дополнительно снабжена воздушным насосом21 и насосом 22 жидкостных примесей,закачивающим жидкую примесь из емкос"ти 23 в корпус 1, Закачка примесейосуществляется после разогревафрагментов, что соответствует аварийным режимам работы высокотемпературных корпусов высокого давления. Вэтом случае давление в корпусе 1 40 контролируется по манометру 26. Состав газовой среды в корпусе 1 45 спектрографом 25, регулируется количество примесей, поданных в корпус 1 путем регулировки насосов 21,и 22.50 55 на теплоизоляция 10, а снаружи смон тирована система 11 охлаждения металлического листа 7, К корпусу 1 подсоединена система вакуумирования, состоящая из высокопроизводительног вакуум-насоса 12 и двух вакуум-насосов 13 и 14 глубокого вакуума и манометров 15-17, установленных ,перед вакуум-насосами 12-14. Систе 1 ма газоэаполнения состоит из гели-,. евой рампы 18, насоса. 19 подачи ге лия и редуктора 20. К системе газо- наполнения подсоединена система подачи примесей, состоящая из воздушногб насоса 21, жидкостного насоса 22 и бака 23 с жидкой примесью. К корпусу 1 подсоединена также система отбора и газового контроля, состоящая из мерного бака 24 и массспектрографа 25. Давление в корпусе 1 определяется по манометру 26, Нагреватель 3 крепится в.опорной ра. ме и с помощью втулки 27 с отверстием 28 и штифта 29, вставляемого в отверстие 28 и окно 30 в нагревателе 3.Испытание фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления осуществляется следующим образом.К корпусу 1, снабженному тепло- изоляцией 2 и нагревателями 3, установленными в опорной раме 4, подка тываются Фрагменты высокотемпературного корпуса высокого давления. фрагменты включают в себя металлический лист 7, изготовленный из материала лайнера корпуса высокого давления, анкера 9,. на которых крепится теплоизоляция 10. Снаружи на металлическом листе 7 смонтирована система 11 охлаждения, аналогичная системе охлаждения лайнера высокотемпературного корпуса высокого давления. Герметичность соединения фрагментов с корпусом 1 обеспечивают двойные эластичные уплотнения 5, установленные по контуру корпуса 1 и металлических листов 7. От высокой температуры уплотнения 5 защищены слоем теплоизоляции 2 и дополнитель- но снабжены системой 6 охлаждения, расположенной по контуру корпуса 1 Металлические листы 7 стоят на подвижных рамах 8 и откатываются при замене теплоизоляции 10. После то;го как металлические листы 7 герметично соединяются с корпусом 1 иэ последнего откачивается воздух. Сэтой целью устройство снабжено системой вакуумирования. Откачку воздуха производят сначала высокопроизводительный вакуум-насос 12, давление при этом контролируется по манометру 15 и манометру 26, установленному на корпусе 1. Затем включаются вакуум-насосы 13 и 14 глубокого вакуума. Разряжение при этом контролируется по манометрам 16, 17. контролируется с помощью масс-спектрографа 25, соединенного с корпусом 1через мерный бак 24. В соответствии с результатом, выдаваемым массБлагодаря предлагаемому устройст- ву можно осуществлять испытания фрагментов корпусов высокого давления в режимах, максимально приближенных к реальным. При этом испытываются не отдельные элементы конструкции, а целиком фрагмент, включающий в себя теплоизоляцию, металлический лист лайнера, анкера и систему охлаждения. На данной установке можно проводить ресурсные испытания не только1 в гелиевой среде, но и в среде, ими"тирующей аварийные режимы работывысокотемпературных корпусов высокого давления. Длительность испытаний65,практически не ограничена.104 б 639 Составитель М.Зубковаедактор И.Шулла Техред М.Тепер Корректор Г.Решетн ак одписноСР илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,Таким образом, данное устройство Позволяет ускорить испытания конструкций высокотемпературных корпусов высокого давления и более достоверным образом оценить работу как от 720/42 Тираж 873 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Радельных элементов, так и всей конструкции в целом в различных режимах,возможных при эксплуатации высокотемпературных корпусов высокого давления. комитета С и открытий шская наб.,